Über mentale Strukturmodelle

Fortgeschrittene Alien-Rassen verwenden wahrscheinlich dieselben Datenstrukturen wie wir.

Die Fragen, ob wir die einzigen im Universum mit Empfindungsvermögen sind, sind vielleicht so alt wie unsere Zivilisation selbst. Im Laufe der Jahrhunderte haben sich durch den Fortschritt unserer eigenen mentalen Modelle von Wissenschaft, Mathematik und Philosophie auch unsere Modelle der fremden Form weiterentwickelt Im späten 19. Jahrhundert, als Nikola Tesla versuchte, über Radiowellen Kontakt zu Marsmenschen aufzunehmen, hörten wir hoffentlich weiterhin auf den Kosmos und sendeten unsere eigenen Botschaften über Radioteleskope durch Projekte wie das Projekt Phoenix und das SETI-Projekt.

Eine mentale Übung, um Gemeinsamkeiten zu finden

Welche Gemeinsamkeiten können wir erwarten, wenn wir jemals Außerirdischen begegnen? Werden sie kohlenstoffbasierte Formen sein? Werden sie das Verständnis der Materie und des Periodensystems teilen? Werden sie unser Dezimalzahlensystem verstehen?

Die außerirdischen Modelle der Linguistik werden sich wahrscheinlich stark von unseren unterscheiden, ebenso wie ihre Modelle der Biologie, Physik und Chemie. Auch hier auf der Erde gibt es alternative Periodensysteme, und es wurde angenommen, dass im Universum nicht auf Kohlenstoff basierende Lebensformen existieren könnten.

Was wir normalerweise als "Leben" betrachten, basiert auf Ketten von Kohlenstoffatomen mit einigen anderen Atomen wie Stickstoff oder Phosphor. Wir können uns vorstellen, dass man Leben auf einer anderen chemischen Basis wie Silizium haben könnte. - Stephen Hawking, Leben im Universum.

Damit die Außerirdischen interstellare Reisen knacken und uns besuchen können, müssen ihre Modelle der Physik zumindest eine viel fortgeschrittenere Form von uns sein. Damit sie herausgefunden haben, dass E = mc² und dann Wurmlöcher entschlüsseln Massenvernichtungswaffen zu schaffen wäre keine Kleinigkeit. Dies ist auch als Fermis Paradox bekannt, das theoretisiert, dass der Grund dafür, dass intelligente Lebensformen sich nicht finden können, darin besteht, dass sie sich selbst zerstören, bevor sie herausfinden können, wo sie in Beziehung zu den anderen stehen.

Wenn wir durch ein außerirdisches Raumschiff stöbern würden, welches Artefakt könnten wir möglicherweise finden, das wir sofort verstehen und schätzen könnten?

Ihre Technologie wäre für uns wahrscheinlich weiter fortgeschritten als ein Smartphone für einen Neandertaler. Ihre Biologie und Sprache sind möglicherweise auch nicht zu entziffern. Es gibt jedoch eine Sache, die wir wahrscheinlich finden und sofort verstehen und entziffern können.

Damit sie uns gefunden haben, müssen sie eine Karte gehabt haben. Und die Karte wäre wahrscheinlich eine Grafik mit Orten von Interesse, die als Eckpunkte markiert sind.

Im Kontext des Kosmos muss das Finden der Erde wie das Finden einer Nadel im Heuhaufen sein. Um die Erde besuchen zu können, müssen sie über ausgefeilte Karten bis zum nächsten Wurmloch in unserer Galaxie verfügen (vorausgesetzt, unsere Modelle der Raumfahrt).

Wenn wir jemals intelligente Lebensformen aus einem anderen Teil des Universums treffen, werden sie wahrscheinlich dieselben grundlegenden Datenstrukturen kennen, verstehen und erkennen, die wir in unseren Informatikbüchern haben. - Salvatore Sanfilippo, Das Redis-Manifest

Aber werden die Außerirdischen in der Lage sein, Mathe zu machen?

Die Idee, effiziente Organisationsstrukturen zu bilden, ist für intelligente Wesen intuitiv und erfordert nicht unbedingt ein Verständnis der Mathematik.

Kann die Ameise Mathe machen?

Die Strukturen der Informationstheorie sind jedoch nicht an solche Überlegungen gebunden. Die Ameisenkolonie weiß, wie man effiziente Strukturen mit verknüpften Listen bildet, um von einem Zweig zum anderen zu gelangen, ohne die Mathematik oder das formale Denken zu verstehen.

Tiere auf der Erde wissen, wie man sich in effizienten Strukturen organisiert.

Die meisten Lebensformen auf der Erde haben eine Abstraktion für die Gesellschaft. Die Gesellschaft, die sich in Gruppen bildet und dabei eine Netzwerkintelligenz erwirbt. Durch diese Netzwerkintelligenz hören sie auf, dumme Tiere zu sein, und beginnen, optimale Strukturen zu bilden, deren Effizienz für eine bestimmte Aufgabe oftmals selbst durch unsere derzeit wohl begrenzten Modelle der Mathematik oft mathematisch bewiesen werden kann. Betrachten wir einige grundlegende Organisationsstrukturen, die bei Tieren auf der Erde allgegenwärtig sind, und wir können erwarten, dass die Außerirdischen das gleiche Verständnis für mathematische Strukturen haben wie wir.

Die Listenabstraktion

Die Liste ist vielleicht der intuitivste und häufigste Übergang von der Zufälligkeit zur Ordnung in der Natur. In der Informationstheorie manifestiert sich dies häufig als Array, verknüpfte Liste, Stapel, Warteschlange usw.

Die Liste ist eine häufig vorkommende Struktur. [Credits]

Die Liste kann je nach Modellierung ein schnelleres Abrufen oder Einfügen an den Enden beliebiger Positionen ermöglichen. Tiere bilden bei der Migration eine Listenstruktur, Fischschwärme bilden in den Ozeanen kreisförmige verknüpfte Listen.

Wenn wir in einer Supermarktkasse stehen, bilden wir eine Warteschlange, die ein effizientes und faires System ermöglicht, in dem die Person, die zuerst eintritt, zuerst bedient wird. Wenn wir unsere Kissen auf dem Bett bestellen, bilden wir oft ein Tupel, das eine Art Liste ist.

Die Zeilen- / Spaltenabstraktion

Die Tabellenstruktur wird in der Informationstheorie häufig als zweidimensionaler Array-Typ angesehen. Einige Beispiele für Strukturen sind auch in der Natur zu finden - der Bienenstock kann als Tabellen modelliert werden, wobei jede über einen eindeutigen Zeilen-Spalten-Index erfolgen kann.

Die Tabellenstruktur ermöglicht die dichte Speicherung und Indizierung von Artefakten [Credits]

Relationale Datenbanken stellen auch dieselbe Zeilen-Spalten-Struktur bereit, in der jede Entität als eine Reihe von Eigenschaften in Spalten und Werte für die Eigenschaften als Zeilen modelliert werden kann. In einer Tabelle kann auf jede Zelle über den Zeilen- und Spaltenindex zugegriffen werden, der O (1) zum einfachen Abrufen ermöglicht, aber das Einfügen an beliebigen Positionen kann teurere Operationen sein.

Die Graphabstraktion

Ein Diagramm ist eine Reihe von Scheitelpunkten, die durch Kanten verbunden sind. Vom Spinnennetz bis zu Weltkarten finden wir überall in der realen Welt sowie auf unseren Computermodellen Implementierungen von Graphen.

Der Graph (Netzwerk von Eckpunkten, die über Kanten verbunden sind) ist eine intuitive Methode zur Modellierung unseres Universums.

Die Graphentheorie selbst ist ein großes Thema mit vielen, vielen Implikationen. Auf Computermodellen wie auf Papier können Diagramme auf verschiedene Arten implementiert werden. Die Spinne modelliert ein Diagramm als Heimat und zum Fangen von Beute. Menschen verwenden häufig Diagramme, um Beziehungen und Orte auf Karten und verbundenen Entitäten zu modellieren.

Gesellschaft als Abstraktion für Aufzeichnungen und Organisation

Aufzeichnungen und Organisation bilden die Grundlage für Zivilisation und Gesellschaft. Aktionen können nur dann Konsequenzen haben, wenn Datensätze vorhanden sind, auf die auf die Aktionen verwiesen werden kann. Diese Datensätze werden auf Papier oder in Computern gespeichert, indiziert und über Datenstrukturen in leicht abrufbaren Formaten organisiert.

Menschen, die sich in effizienten Strukturen selbst organisieren, repräsentieren die Gesellschaft

Jedes System, das wir um uns herum sehen, sei es die Justiz oder die Stadtgemeinde, kann als Einheit abstrahiert werden, die die Aufgabe hat, Aufzeichnungen in ihrem Zuständigkeitsbereich zu führen. Der Fortschritt der Zivilisation kann als neue und erfinderische Art der Aufzeichnung angesehen werden. Die Computerrevolution hat unsere Aufzeichnungen digitalisiert, jetzt dezentralisiert die Blockchain-Revolution sie. Diese Datensätze, die von Notizbüchern auf zentralisierte Server verschoben wurden, werden jetzt in öffentliche Hauptbuchknoten verschoben, die durch Kryptografie gesichert sind, da sich die Autoritätspersonen von alleinigen Hütern und Eigentümern der Daten zu bloßen Aufsehern dieser Daten entwickeln.

Abstrakte Organisationsstrukturen transzendieren Zeit und Evolution

Wir haben Datenstrukturen zum Speichern und Abrufen von Informationen verwendet, lange bevor wir die Strukturen mit Informationstheorie formalisiert haben. Die Anzeigetafeln in Gladiatorenspielen im antiken Rom wurden wahrscheinlich in Listen und Tabellen geführt, ähnlich wie League of Legends-Server Spielaufzeichnungen speichern, wenn auch auf einem anderen Speichermedium. In tausend Jahren, in denen sich unser Computing so stark verändert hat, dass es schwierig sein wird, es auf die bescheidenen Anfänge von heute zurückzuführen, werden wir weiterhin dieselben abstrakten Datentypen wie jetzt effizienter implementieren Möglichkeiten mit besseren zugrunde liegenden Algorithmen und auf schnellerer Hardware. Vielleicht ist abstrakte Mathematik und Informationstheorie doch die gemeinsame Wahrheit, die Zeit und Leben selbst übersteigt.